JPH028638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、引抜き、伸線、切削、研削、プレス
等の圧延を除く金属加工に用いる潤滑剤に関する
ものである。 引抜き油、伸線油、切削油、研削油、プレス油
等の金属加工油は一般に動植物油脂や鉱物油、又
はそれらを混合したものに、油性向上剤、極圧添
加剤、防錆剤、酸化防止剤、乳化剤などを加え、
そのまま、または１〜30％のエマルジヨンとして
使用されているが、加工機械の大型化、精密化、
並びに金属材料の硬度の上昇、加工条件の高速高
圧力化、さらに成品仕上げ面の精密化、等のよう
に加工の条件が益々苛酷になつて来ており、現状
においては、従来の潤滑剤では、これらの苛酷な
条件下での使用には対応出来なくなつて来てい
る。つまりさらに高性能の潤滑剤の開発が要求さ
れるようになつて来ている。 本発明者らは、これらの点に着目して鋭意研究
を行い、その中でヒマシ油のエステル又はその誘
導体を開発し、金属圧延油として優れていること
を見出し、特許出願を行つた（特公昭52−20430、
特開昭55−110192）。 その後これらにつき研究を続けた結果、ヒマシ
油または水素添加ヒマシ油とカルボキシル化合物
との部分エステルにアルキレンオキサイドを付加
して得られる生成物の架橋物が、引抜き、伸線、
切削、研削、プレス等の圧延を除く金属加工に用
いる潤滑剤として、すぐれた性能を有することを
見出した。すなわち引抜き、伸線、切削、研削、
プレスの各金属加工は、金属圧延加工が圧延材と
ロールの噛込部に圧延油を供給して、圧延材の移
動とロールの回転により強制的に圧延油を潤滑部
に引き入れて、流体潤滑により加工が行われるの
に対し、流体潤滑も行われるが、部分的に極めて
高圧が掛つたり、金属の新生面が生じることより
極圧潤滑、又は境界潤滑が行われている。特に、
切削、研削加工は部分的に高圧が掛ると共に、新
生表面が多量に高速で発生するため、流体潤滑だ
けでは到底加工が出来ず、極圧潤滑のウエイトが
大きく、そのため多量の極圧添加剤が加えられて
いる。またプレス加工、引抜き加工も変形する部
分には高圧が掛り、流体潤滑だけでは、迅速かつ
正確な加工が行えず、極圧添加剤の添加が必要と
なつている。以上のように引抜き、伸線、切削、
研削、プレスの各金属加工は圧延加工とは異なつ
た性能が要求され、これらの加工に用い得る潤滑
剤を検討した結果本願を発明するに到つたのであ
る。 本願発明の化合物は、次のものより成る。 (A) 総炭素数12〜22の飽和脂肪酸またはおよび不
飽和脂肪酸、または該不飽和脂肪酸を重合して
得られる重合脂肪酸 (B) 分子中の少なくとも１ケのカルボキシル基が
炭素数12〜18のアルキル基またはおよびアルケ
ニル基を有するヒドロキシ化合物とのエステル
を成し、かつ、少なくとも１ケのカルボキシル
基を残存したるジカルボン酸部分エステル の(A)、(B)の群より選ばれたる少なくとも１種と、
ヒマシ油または水素添加したヒマシ油とを反応し
て得られる、その分子中にヒドロキシル基を少な
くとも１個残存したる形のヒマシ油の部分エステ
ルまたは水素添加ヒマシ油の部分エステルにさら
にアルキレンオキサイドを付加して得られる付加
反応物と、ヒドロキシル基と反応可能な官能基を
分子中に少なくとも２ケ有するジカルボン酸、リ
ン酸又は無水リン酸、多価エポキシ化合物、多価
イソシアネート化合物より成る多官能性化合物群
より選ばれたる少なくとも１種とを反応して得ら
れる化合物の少なくとも１種を用いることを特徴
とする引抜き加工、伸線加工、切削加工、研削加
工、プレス加工に用いる金属加工用潤滑剤であ
る。 本発明の(A)に用いる総炭素数12〜22の脂肪族カ
ルボン酸としてはラウリン酸、ミリスチン酸、パ
ルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン
酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リ
ノレン酸、リシノール酸、アラキドン酸等の不飽
和脂肪酸、オキソ法により得られるα位に側鎖を
有する飽和脂肪酸等が挙げられ、また重合脂肪酸
としては、オレイン酸、リノール酸等の前記不飽
和脂肪酸を重合して得られる、いわゆるダイマー
酸、トリマー酸等が挙げられる。 次に(B)に用いられるジカルボン酸部分エステル
は、ジカルボン酸とヒドロキシル化合物とよりエ
ステルを生成して得られるが、ヒドロキシル化合
物としては、炭素数12〜18の脂肪族アルコール、
または２ケ以上のヒドロキシル基を有する多価ア
ルコールと炭素数12〜18の脂肪酸とのエスルで、
分子中に少なくとも１ケのヒドロキシル基を残存
したる形の多価アルコールエステル、またはこれ
らのアルキレンオキサイド付加物等が挙げられ
る。炭素数12〜18の脂肪族アルコールとしては、
ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、パ
ルミチルアルコール、オレイルアルコール、ステ
アリルアルコール、オレフインより合成した合成
アルコール等が挙げられる。分子中に少なくとも
１ケのヒドロキシル基を残存した多価アルコール
エステルとしては、エチレングリコールモノラウ
レート、プロピレングリコールモノパルミテー
ト、ポリエチレングリコールモノオレエート、グ
リセリンモノステアレート、グリセリンジラウレ
ート、トリメチロールプロパンモノパルミテー
ト、トリメチロールプロパンジステアレート、ソ
ルビトールモノラウレート、ソルビトールジオレ
エート、ソルビトールトリステアレート、ペンタ
エリスリトールモノパルミテート、ペンタエリス
リトールジステアレート、ペンタエリスリトール
トリオレエート、ペンタエリスリトールテトララ
ウレート等が挙げられる。またジカルボン酸部分
エステルに用いられるカルボン酸としては、コハ
ク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、
マレイン酸、フマール酸、イタコン酸等の二塩基
性カルボン酸、オレイン酸、リノール酸等の不飽
和脂肪酸を重合して得られる、いわゆるダイマー
酸が挙げられる。またアルキレンオキサイドとし
ては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド等が用いられる。 次にヒドロキシル基と反応可能な多官能性化合
物の代表的なものとして次のものが挙げられる。 一つにはコハク酸、アジピン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、マレイン酸、フマール酸、イタ
コン酸、ダイマー酸等のジカルボン酸。 二つには、リン酸、無水リン酸。 三つには、エチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、ア
ジピン酸ジグリシジルエステル、コハク酸ジグリ
シジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエステ
ル、ポリアルキレングリコールジグリシジルエー
テル、グリセリンアルキレンオキシド付加体のト
リグリシジルエーテル等の多価エポキシ化合物。 四つには、メチレンジイソシアネート、トリレ
ンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシア
ネート、ニトロジフエニルジイソシアネート、ジ
フエニルメタンジイソシアネート、ニトロジフエ
ニルメタンジイソシアネート、ジフエニルメタン
スルフオンジイソシアネート、ジフエニルスルフ
オンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネ
ート、フルオレンジイソシアネート、クリセンジ
イソシアネート、メトキシフエニレンジイソシア
ネート、ビフエニルジイソシアネート、ジメトキ
シビフエニルジイソシアネート、トリフエニルメ
タントリイソシアネート等の多価イソシアネート
化合物。 ここに用いる(B)のジカルボン酸部分エステルは
常法によりえられる。また(A)、(B)の群より選ばれ
たる少なくとも１種とヒマシ油または水素添加ヒ
マシ油とのエステル化反応も常法により行われ
る。さらにヒマシ油または水素添加ヒマシ油の部
分エステルのアルキレンオキサイドの付加反応も
常法により行われるが、アルキレンオキサイドと
してはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ドが用いられ、これらは、１種のみを付加して
も、２種以上をランダムに付加してもブロツク的
に付加しても良く、その付加モル数は２〜100好
ましくは３〜30モルである。また、ヒマシ油また
は水素添加ヒマシ油の部分エステルのアルキレン
オキサイド付加物と多官能性化合物との反応も、
それぞれ常法によつて行われる。 得られた反応生成物は必要に応じて、残留酸根
を中和して用いる。中和剤としては、無機性アル
カリ性化合物、アルカリ土類金属化合物、有機性
アミンまたはその誘導体等が用いられる。この中
和によつて反応生成物の親水性を使用条件に応じ
て適正に調節することが出来る特色を持つてい
る。さらにこの中和は反応生成物の極性を調整
し、金属面への吸着性をコントロールすることも
出来る。 これらの反応生成物は、そのまま引抜き加工、
伸線加工、切削加工、研削加工、プレス加工の金
属加工用潤滑剤として用いて極めて高い圧延性能
を持つているが、必要に応じて他の金属加工油、
又は動植物油脂、鉱物油、極圧添加剤、酸化防止
剤、界面活性剤などと混合しても用いることが出
来る。 以下実施例によつて本発明を説明する。 実施例 １ ステアリン酸284部、ヒマシ油935部、パラトル
エンスルホン酸（以下PTSAと略記する）12部を
反応器に入れ、窒素ガス気流下に150〜180℃で６
時間反応し、酸価1.0、水酸基価89.5のエステル
を得た。このエステルにエチレンオキサイド264
部を苛性カリ３部の存在下に180〜200℃にて付加
反応した。得られた反応生成物(a)にセバシン酸
202部、PTSA7部を加え、180〜200℃で８時間反
応し、酸価4.8、水酸基価11のポリエステルを得
た。 実施例 ２ ステアリン酸568部、沃素価2.0の水素添加ヒマ
シ油939部、PTSA15部を窒素ガス気流下に150〜
180℃で６時間反応し、酸価2.0、水酸基価39.2の
エステルを得た。このエステルにエチレンオキサ
イド880部を苛性カリ３部の存在下に付加反応を
行つた。得られた反応生成物(b)にアゼライン酸
188部、PTSA8.5部を加え、180〜200℃に12時間
反応し、酸価6.0、水酸基価5.0のポリエステルを
得た。 実施例 ３ ラウリン酸200部、実施例２に用いた水素添加
ヒマシ油939部、PTSA11部を窒素ガス気流下に
120〜160℃で８時間反応し、酸価1.0、水酸基価
95.0のエステルを得た。このエステルにプロピレ
ンオキサイド580部を苛性カリ2.3部の存在下に
180〜200℃で付加反応した。得られた反応生成物
に無水リン酸71部を60〜70℃で添加して反応し、
酸価6.0、水酸基価10.0のポリエステルを得た。
このポリエステルをトリエタノールアミンステア
レートで中和し、その１％水溶液のPHを7.0に調
整した。 実施例 ４ オレイン酸を重合して得られたダイマー酸282
部、ヒマシ油935部、PTSA12部を窒素ガス気流
下に220〜240℃で16時間反応し、酸価16.8、水酸
基価46.8のエステルを得た。このエステルにエチ
レンオキサイド264部を苛性カリ2.4部の存在下に
付加反応した。得られた反応生成物1457部にエチ
レングリコールジグリシジルエーテル174部、三
弗化硼素エーテラート２部を加え、80℃にて６時
間反応し、酸価1.1、水酸基価66.5のポリエステ
ルポリオールを得た。 実施例 ５ コハク酸モノラウリルエステル283部と実施例
２に用いた水素添加ヒマシ油939部、PTSA12部
を窒素ガス気流下220〜240℃で11時間反応し、酸
価2.5、水酸基価92.0のエステルを得た。このエ
ステルにプロピレンオキサイド174部を苛性カリ
7.4部の存在下に付加反応を行つた。得られた反
応生成物にトリエチレンジアミン３部と4.4′−ジ
フエニルメタンジイソシアネート125部を加え、
反応を行い、酸価0.8、水酸基価10.5の反応生成
物を得た。 実施例 ６ アジピン酸モノオレート396部、ヒマシ油935
部、PTSA13部を窒素ガス気流下150〜180℃で10
時間反応し、酸価0.8、水酸基価69.8のエステル
を得た。このエステルにエチレンオキサイド440
部を苛性カリの存在下に付加反応した。得られた
反応生成物に80〜100℃でポリエチレングリコー
ル（MW＝400）ジグリシジルエーテル461部を加
え、酸価0.4、水酸基価53.3のエステルを得た。 実施例 ７ イソステアリン酸568部、ヒマシ油935部、
PTSA15部を窒素ガス気流下160〜200℃で６時間
反応し、酸価4.5、水酸基価38.2のエステルを得
た。これにプロピレンオキサイド2030部を苛性カ
リの存在下に付加反応した。得られた反応生成物
にポリエチレングリコール（MW＝400）ジグリ
シジルエーテル250部を加え、酸価1.6、水酸基価
15.0のエステルを得た。 実施例 ８ 実施例１で得られた反応生成物(a)1464部にトリ
エチレンジアミン３部、メチレンジイソシアネー
ト98部を加え、酸価0.8、水酸基価3.6の反応生成
物を得た。 実施例 ９ 実施例２で得た反応生成物(b)2351部にコハク酸
ジグリシジルエステル232部、三弗化硼素エーテ
ラート２部を加え、80℃にて６時間反応し、酸価
0.8、水酸基価30.0のポリエステルを得た。 実施例 10 アジピン酸モノオレート396部、沃素価1.0の水
素添加ヒマシ油945部、PTSA15部を窒素ガス気
流下に180〜200℃で８時間反応し、酸価0.8、水
酸基価67.3のエステルを得た。このエステルにエ
チレンオキサイド660部を苛性カリ2.5部の存在下
に付加反応を行つた。得られた反応生成物にアジ
ピン酸146部を加え、180〜200℃に10時間反応し、
酸価3.5、水酸基価7.1のポリエステルを得た。 実施例 11 セバシン酸モノラウレート370部、ヒマシ油935
部、PTSA13部を窒素ガス気流下に140〜160℃で
10時間反応し、酸価2.3、水酸基価76.3のエステ
ルを得た。このエステルにプロピレンオキサイド
290部を苛性カリ2.5部の存在下に180〜200℃で付
加反応した。得られた反応生成物に無水リン酸71
部を60〜70℃で添加して反応し、酸価6.4、水酸
基価12.6のポリエステルを得た。このポリエステ
ルをジエタノールアミンで中和し、その１％水溶
液のPHを7.0に調整した。 実施例 12 リシノール酸298部と沃素価1.0の水素添加ヒマ
シ油941部、PTSA12部を窒素ガス気流下140〜
160℃で10時間反応し、酸価1.8、水酸基価82.6の
エステルを得た。このエステルにプロピレンオキ
サイド580部を苛性カリ6.0部の存在下に付加反応
を行つた。得られた反応生成物にトリエチレンジ
アミン３部とヘキサメチレンジイソシアネート
152部を加え、反応を行い、酸価0.6、水酸基価
4.2の化合物を得た。 実施例 13 オレイン酸282部、ヒマシ油935部、PTSA12部
を窒素ガス気流下に140〜160℃で７時間反応し、
酸価1.4、水酸基価84.4のエステルを得た。この
エステルにプロピレンオキサイド290部を苛性カ
リ2.3部の存在下に180〜200℃で付加反応した。
得られた反応生成物に無水リン酸71部を60〜70℃
で添加して反応し、酸価6.3、水酸基価11.4のエ
ステルを得た。このエステルをトリエタノールア
ミンで中和し、その１％水溶液のPHを7.0に調整
した。 実施例１〜13のエステル化合物の潤滑性能試験
として、摩擦係数（μ）、耐圧性（焼付荷重）、リ
ング圧縮試験、引抜加工試験、切削加工試験、伸
線加工試験を行なつた。 (1) 摩擦係数（μ）は曽田式振子型油性試験機
N2型を、耐圧性（焼付荷重）はシエル式高速
四球型摩擦試験機を各々用いて測定した。その
結果を、表−１に示す。

【表】 (2) リング圧縮試験 リング圧縮試験を次の条件にて行い、摩擦係
数を用いて、その結果を表−２に示した。 試験機：万能材料試験機 圧縮荷重：80t 圧縮材：外径20mm×内径10mm×高さ５mmのリン
グ材 S20C 試料：実施例１、２、７、９、10〜13の化合物 測定結果を表−２に示す。

【表】 (3) 引抜き加工試験 引抜き加工試験を次の条件にて行い、その結
果を引抜き荷重、焼付回数にて表−３に示し
た。 試験機：ドローベンチ 引抜速度：１ｍ／min 引抜材：S45−Ｃ直径７mm×長さ1000mm 試料： 実施例２の化合物：マシン油＝50部；50部 実施例４の化合物： 〃 ＝〃 ； 〃 実施例８の化合物： 〃 ＝〃 ； 〃 実施例９の化合物： 〃 ＝〃 ； 〃 ジヨンソンJP105： 〃 ＝〃 ； 〃
（市販品） 判定法：直径7.0mmの鋼材を直径5.8mmの鋼材に
したときの引抜き抵抗力及び焼付回数を測定
した。 ダイス温度：100℃

【表】 (4) 切削加工試験 切削加工試験を次の条件にて行い、その結果
をバイト１本当りの切削出来た切削材数にて、
表−４に示した。 切削速度：70ｍ／min 加工速度：8μ／min 切削材：快削ステンレス鋼SAE51−416F 切削工具：SKH−4B 油流量：１／min 判定：１個のバイトにて切削出来る切削材の数
で判定 試料：実施例１、５、６、７の化合物を切削油
として次のように配合した。 配合品Ａ 実施例１の化合物 60スピンドル油 乳化剤 30部 60部 10部 配合品Ｂ 実施例５の化合物 60スピンドル油 乳化剤 30部 60部 10部 配合品Ｃ 実施例６の化合物 60スピンドル油乳化剤 30部 65部 ５部 配合品Ｄ 実施例７の化合物 60スピンドル油 乳化剤 30部 65部 ５部 市販品 昭石カツトソルブルオイル 配合品Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び市販品を水で10倍
に稀釈し、切削加工試験に供した。

【表】 (5) 伸線加工試験 伸線加工試験を、次の条件にて行い、その結
果を断線回数にて、表−５に示した。 伸線材：直径30μのアルミニウム極細線 判 定：直径30μのアルミニウム極細線を直径
25μの極細線に伸線加工した時の巻き込みに
よる断線回数を測定 試料：本発明の実施例１、３、６、９の化合物
を次のように配合した。 配合品Ｅ 実施例１の化合物 60スピンドル油 10部 90部 配合品Ｆ 実施例３の化合物 60スピンドル油 10部 90部 配合品Ｇ 実施例６の化合物 60スピンドル油 10部 90部 配合品Ｈ 実施例９の化合物 60スピンドル油 10部 90部 配合品Ｉ ジヨンソンJP105 60スピンドル油 10部 90部

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (A) 総炭素数12〜22の飽和脂肪酸またはおよ
   び不飽和脂肪酸、または該不飽和脂肪酸を重合
   して得られる重合脂肪酸 (B) 分子中の少なくとも１ケのカルボキシル基が
   炭素数12〜18のアルキル基またはおよびアルケ
   ニル基を有するヒドロキシ化合物とのエステル
   を成し、かつ、少なくとも１ケのカルボキシル
   基を残存したるジカルボン酸部分エステル の(A)、(B)の群より選ばれたる少なくとも１種と、
   ヒマシ油または水素添加したヒマシ油とを反応し
   て得られる、その分子中にヒドロキシル基を少な
   くとも１個残存したヒマシ油の部分エステルまた
   は水素添加ヒマシ油の部分エステルに、さらにア
   ルキレンオキサイドを付加して得られる付加反応
   物と、ヒドロキシル基と反応可能な官能基を分子
   中に少なくとも２ケ有する、ジカルボン酸、リン
   酸又は無水リン酸、多価エポキシ化合物、多価イ
   ソシアネート化合物より成る多官能性化合物群よ
   り選ばれる少なくとも１種とを反応して得られる
   化合物を用いることを特徴とする引抜き加工、伸
   線加工、切削加工、研削加工、プレス加工に用い
   る金属加工用潤滑剤。